第十三章-基因突变与DNA损伤修复ppt课件.ppt

第十三章第十三章第十三章第十三章 基因突变与基因突变与基因突变与基因突变与DNADNADNADNA损伤修复损伤修复损伤修复损伤修复l学习要点：学习要点：1.1.基因突变的相关概念基因突变的相关概念 2.2.基因突变的分子基础基因突变的分子基础 3.3.突变的修复机制突变的修复机制 4.4.突变的检测突变的检测 5.5.突变的遗传学效应突变的遗传学效应第一节第一节第一节第一节 基因突变的相关概念基因突变的相关概念基因突变的相关概念基因突变的相关概念 一、突变的概念一、突变的概念 突变突变(mutation):mutation):基因结构的改变，导致表型的改变的变化基因结构的改变，导致表型的改变的变化 突变体突变体(mutant)mutant)：具有突变表型的细胞或个体具有突变表型的细胞或个体 正向突变正向突变(forward mutation)forward mutation)：偏离野生型性状的突变偏离野生型性状的突变 反向突变反向突变(back mutation)back mutation)：由偏离的性状回复为野生型性状的突变由偏离的性状回复为野生型性状的突变 自发突变自发突变(spontaneous mutation)spontaneous mutation)：在自然条件下产生的突变在自然条件下产生的突变 诱发突变诱发突变(induced mutationinduced mutation）：）：机体在诱发环境下产生的突变机体在诱发环境下产生的突变 生化突变生化突变(biochemical mutationbiochemical mutation）：）：使机体的代谢过程发生改变或丧使机体的代谢过程发生改变或丧失的突变失的突变 无效突变无效突变(null mutaion)null mutaion)：完全丧失原有基因功能的突变完全丧失原有基因功能的突变 渗漏突变渗漏突变(leaky mutation)leaky mutation)：部分丧失原有基因功能的突变：部分丧失原有基因功能的突变 致死突变致死突变(lethal mutation)lethal mutation)：影响生物体的生活力，导致个体死亡影响生物体的生活力，导致个体死亡的突变的突变 条件致死突变条件致死突变(conditional lethal mutation)conditional lethal mutation)：在给定的某种条件在给定的某种条件下可以存活，如果缺少这种条件就会致死的突变下可以存活，如果缺少这种条件就会致死的突变二、突变类型二、突变类型 1.1.突变发生的突变发生的 细胞类型细胞类型 体细胞突变体细胞突变(somatic mutation)somatic mutation)Clone Clone：无性繁殖。无性繁殖。生殖细胞突变生殖细胞突变(germinal mutation)germinal mutation)2.2.突变突变 的表型的表型:(1)(1)形态突变形态突变 morphological mutaion morphological mutaion (2)(2)生化突变生化突变 biochemical mutaionbiochemical mutaion (3)(3)失去功能突变失去功能突变 loss-of-function mutationloss-of-function mutation (4)(4)获得功能突变获得功能突变 gain-of-function mutationgain-of-function mutation (5)(5)致死突变致死突变 lethal mutaionlethal mutaion (6)(6)条件致死突变条件致死突变 conditional lethal mutaion conditional lethal mutaion 三、突变的性质三、突变的性质 1.1.稀有性稀有性:突变发生的频率很低突变发生的频率很低 突变率突变率(mutation rate):mutation rate):在特定的条件下在特定的条件下,单位时间间单位时间间内内(通常为一个世代通常为一个世代),),一个细胞发生某一事件的概率一个细胞发生某一事件的概率.高等真核生物高等真核生物自发突变概率为自发突变概率为1/101/10-5-51010-10-10。2.2.可逆性：突变型可以恢复为野生型，通常由发生在第二个可逆性：突变型可以恢复为野生型，通常由发生在第二个位点的突变所回复，如抑制基因位点的突变所回复，如抑制基因敏感因子。回复突变率一般小于敏感因子。回复突变率一般小于正向突变率。可逆性区别于染色体的缺失。正向突变率。可逆性区别于染色体的缺失。3.3.多向性（随机性）：多方向，形成复等位基因。多向性（随机性）：多方向，形成复等位基因。第二节第二节第二节第二节 基因突变的分子基础基因突变的分子基础基因突变的分子基础基因突变的分子基础一、自发突变一、自发突变(spontaneous mutation)spontaneous mutation)自发突变可能由复制错误、自发突变可能由复制错误、DNADNA损伤和转座作用等引起。损伤和转座作用等引起。1.DNA 1.DNA复制错误复制错误(errors of DNA replication)errors of DNA replication)DNA DNA碱基有互变异构体，造成碱基有互变异构体，造成DNADNA复制过程中的复制过程中的DNADNA错配。错配。转换：转换：Purine Pu;Purine Pu;或者或者 Pyrimidine Py Pyrimidine Py 颠换：颠换：Pu Py;Pu Py;或者或者PyPuPyPu 移码突变：增加或减少几个碱基移码突变：增加或减少几个碱基,导致蛋白质翻译错位。导致蛋白质翻译错位。缺失和重复：大片段碱基的缺失或重复，如缺失和重复：大片段碱基的缺失或重复，如E.coliE.coli乳糖发乳糖发酵调节基因酵调节基因laclac中四碱基重复序列。中四碱基重复序列。野生型野生型:5:5-GTGTCTGGCTGGCTGGCTGGCTGGCTGGC-3C-3 突变型突变型FS5:5FS5:5-GT-GTCTGGCTGGCTGGCTGGCTGGCTGGCTGGC-3CTGGC-3 突变型突变型FS2FS2:5:5-GTCTGGCTGGC-3GTCTGGCTGGC-3返回返回返回返回2.2.DNADNA损伤（损伤（lesionslesions）脱嘌呤脱嘌呤 由于碱基和脱氧核糖间的糖苷键受到破坏由于碱基和脱氧核糖间的糖苷键受到破坏,从而引从而引起一个鸟嘌呤或腺嘌呤从起一个鸟嘌呤或腺嘌呤从DNADNA分子上脱落下来分子上脱落下来.脱氨基脱氨基 C C脱氨基变成脱氨基变成U;AU;A脱氨基变成脱氨基变成H,H,：A AA A T H-T H-C H-CT H-T H-C H-C A-T A-T G-CG-CB GB G C G-U A-UA-UC G-U A-UA-U G-C G-C A-T A-T 造成转换造成转换 氧化损伤（氧化损伤（oxidative lesionsoxidative lesions）:O:O2 2-OH OH-H H2 2O O2 2 可对可对DNADNA造成损伤造成损伤二、诱发突变（二、诱发突变（二、诱发突变（二、诱发突变（induced mutaioninduced mutaioninduced mutaioninduced mutaion）多种理化因素都可以诱导多种理化因素都可以诱导DNADNA的突变的突变1.1.诱变机制诱变机制 碱基类似物碱基类似物 eg.5-BU eg.5-BU 和和5-5-BrdUBrdU是胸腺嘧啶是胸腺嘧啶(T)T)的结的结构类似物，酮式结构易与构类似物，酮式结构易与A A配对；烯醇式结构易与配对；烯醇式结构易与G G配对。另有配对。另有2-2-氨氨基嘌呤基嘌呤(2-(2-AP,AAP,A类似物类似物)、5-5-氟尿嘧啶、氟尿嘧啶、5-5-氯尿嘧啶等。氯尿嘧啶等。特异性错配特异性错配 eg.eg.烷化剂烷化剂:甲磺酸乙酯甲磺酸乙酯(EMS)EMS)、亚硝基亚硝基胍胍(NG)NG)、芥子气等。通过改变碱基结构使碱基错配。芥子气等。通过改变碱基结构使碱基错配。如：如：G-C;G-C;当当G G烷基化后可与烷基化后可与T T配对，导致碱基转换。配对，导致碱基转换。或者烷化剂使嘌呤脱落，造成转换、颠换、断裂或其他突变或者烷化剂使嘌呤脱落，造成转换、颠换、断裂或其他突变 嵌合剂的致突作用嵌合剂的致突作用 eg.eg.吖啶类染料吖啶类染料:吖啶橙、吖啶黄素、原黄素等碱基对的吖啶橙、吖啶黄素、原黄素等碱基对的类似物，易造成移码突变。类似物，易造成移码突变。辐射诱导效应辐射诱导效应 (1)(1)紫外线紫外线UV:UV:形成嘧啶二聚体，如形成嘧啶二聚体，如T T二聚体，二聚体，同一条单链内，影同一条单链内，影响复制时与响复制时与A A的配对，使复制中止；的配对，使复制中止；双链之间，影响双链变性，并双链之间，影响双链变性，并影响复制。影响复制。重复、缺失、移码突变重复、缺失、移码突变 (2)(2)电离辐射：如电离辐射：如X-rayX-ray、可引起碱基的降解或脱落，可引起碱基的降解或脱落，A A变成变成H;CH;C变变成成T T，出现转换。出现转换。物理物理物理化学物理化学生物化学生物化学大分子损伤大分子损伤黄曲霉的作用黄曲霉的作用 使鸟嘌呤使鸟嘌呤G G脱落，脱落，SOSSOS修复引入修复引入A,A,造成突变。造成突变。2.2.碱基替换的遗传效应碱基替换的遗传效应 ()()同义突变（同义突变（samesense mutationsamesense mutation）不改变氨基酸的密码不改变氨基酸的密码子变化，与密码子的兼并性有关子变化，与密码子的兼并性有关.如如GAU/GACGAU/GACAsp.Asp.()()错义突变（错义突变（missense mutationmissense mutation）碱基替换的结果引起碱基替换的结果引起氨基酸序列的改变氨基酸序列的改变.()()无义突变（无义突变（nonsense mutationnonsense mutation）编码区的单碱基突变编码区的单碱基突变导致终止密码子导致终止密码子(UAG/UGA/UAA)UAG/UGA/UAA)的形成的形成,使使 mRNAmRNA的翻译提前终止的翻译提前终止,形成不完全的肽链形成不完全的肽链.如镰刀型贫血症：血红蛋白如镰刀型贫血症：血红蛋白B B链链(146(146Aa)Aa)，6 6号氨基酸的替换号氨基酸的替换,导致明显的表型症状。导致明显的表型症状。GluVal,GluVal,若若Glu AspGlu Asp则影响较小。则影响较小。3.3.移码突变及其产生移码突变及其产生 在基因的外显子中插入或缺失在基因的外显子中插入或缺失1,21,2或或4 4个核苷酸个核苷酸,使阅读信息发生使阅读信息发生错位错位,从而使翻译的蛋白质序列与原来完全不同从而使翻译的蛋白质序列与原来完全不同.eg.E.colieg.E.coli中乳糖中乳糖发酵的调节基因发酵的调节基因(laclac):):野生型野生型:5:5-GTGTCTGGCTGGCTGGCTGGCTGGCTGGC-3C-3 移码突变移码突变:5:5-GTGTCTGGCTGGCTGGCTGGCTGGCTGGCTGGC-3CTGGC-3 移码突变移码突变:5:5-GTCTGGCTGGC-3GTCTGGCTGGC-34.4.突变热点和增变基因突变热点和增变基因 基因中基因中 某些位点比其它位点突变率高，称突变热点。某些位点比其它位点突变率高，称突变热点。Eg.Eg.分析分析T T4 4-Phage r-Phage r 基因基因15001500个突变体个突变体：r r A(1800bp)A(1800bp)有有200200个位点；个位点；r r B(850bp)B(850bp)有有108108个位点个位点 。形成原因：形成原因：1.1.5-5-MeCMeC的存在，的存在，5-5-甲基胞嘧啶甲基胞嘧啶(MeC)MeC)脱氨基后变成脱氨基后变成T,T,使使G-CG-C部位转变部位转变成成A-TA-T部位；部位；2.2.短的重复序列短的重复序列的存在，容易配对错位，造成重复或缺失的存在，容易配对错位，造成重复或缺失3.3.与与诱变剂类型诱变剂类型有关，不同诱变剂出现不同的热点。有关，不同诱变剂出现不同的热点。4.4.增变基因增变基因(mutator gene)mutator gene)：该基因的突变会使整个基因组的突变频该基因的突变会使整个基因组的突变频率增高，率增高，eg.eg.A.DNA A.DNA多聚酶基因，突变后使多聚酶的多聚酶基因，突变后使多聚酶的3 3 5 5校正功能降校正功能降低或丧失，使基因组突变频率增高；低或丧失，使基因组突变频率增高；B.damB.dam基因，突变后使碱基的错配修复功能降低或丧失，使基基因，突变后使碱基的错配修复功能降低或丧失，使基因组突变频率增高。因组突变频率增高。三、诱变与肿瘤三、诱变与肿瘤 肿瘤的形成与否取决于机体中癌基因和抑癌基因的平衡，抑肿瘤的形成与否取决于机体中癌基因和抑癌基因的平衡，抑癌基因突变会致癌癌基因突变会致癌。一些诱变剂可以特异性的诱导抑癌基因突变，一些诱变剂可以特异性的诱导抑癌基因突变，导致肿瘤发生。导致肿瘤发生。eg.eg.黄曲霉素黄曲霉素、UV(ultraviolet)UV(ultraviolet)等等.黄曲霉素可诱导黄曲霉素可诱导P53P53基因基因G G T T颠换，导致肝癌的发生；颠换，导致肝癌的发生；UVUV可诱导可诱导P53P53基因基因5 5-TC-3TC-3发生发生C C T T颠换，形成颠换，形成“T T二二聚体聚体”，导致人类鳞状细胞皮肤癌的发生。，导致人类鳞状细胞皮肤癌的发生。四、定点诱变四、定点诱变 定义：利用人工合成的寡核苷酸，在离体的条件下，制造基定义：利用人工合成的寡核苷酸，在离体的条件下，制造基因中任何部位的位点特异性突变的技术。因中任何部位的位点特异性突变的技术。反义遗传学（反义遗传学（reverse geneticsreverse genetics）:合成合成连接连接(单链单链M M1313)复制复制转化转化检测检测五五五五 动态突变（动态突变（动态突变（动态突变（dynamic mutationdynamic mutationdynamic mutationdynamic mutation）DNADNA序列中由于寡核苷酸拷贝数目的变化，引起生物表型改变的序列中由于寡核苷酸拷贝数目的变化，引起生物表型改变的突变，称为动态突变。动态突变通常是由三联体密码子重复突变，称为动态突变。动态突变通常是由三联体密码子重复数目的增加而形成的。数目的增加而形成的。X X脆性染色体综合症是由于在脆性染色体综合症是由于在X X染色体染色体P27.3P27.3位置上位置上CGGCGG拷贝数目拷贝数目增加到增加到200200以上，引起基因的改变，形成痕迹很重的染色体，以上，引起基因的改变，形成痕迹很重的染色体，突变的部分很容易被打断，所以被称为是脆性染色体。突变的部分很容易被打断，所以被称为是脆性染色体。Fig 6.11a The fragile X and a normal X Fig 6.11a The fragile X and a normal X Fig 6.11a The fragile X and a normal X Fig 6.11a The fragile X and a normal X chromosome from a female(left),and the chromosome from a female(left),and the chromosome from a female(left),and the chromosome from a female(left),and the fragile X and a normal Y chromosome from fragile X and a normal Y chromosome from fragile X and a normal Y chromosome from fragile X and a normal Y chromosome from a male(right).a male(right).a male(right).a male(right).2003 John Wiley and Sons 2003 John Wiley and Sons PublishersPublishersCredit:From Credit:From Richards and Richards and Sutherland,Trends Sutherland,Trends in Genetics,vol.in Genetics,vol.8(7),p.249,1992.8(7),p.249,1992.Photo courtesy Grant Photo courtesy Grant Sutherland.Sutherland.脆性脆性脆性脆性X X X X综合症为综合症为综合症为综合症为X X X X连锁遗传，出连锁遗传，出连锁遗传，出连锁遗传，出现几率在男婴中为现几率在男婴中为现几率在男婴中为现几率在男婴中为1/25001/25001/25001/2500，常，常，常，常由表型正常但带有一个主要成由表型正常但带有一个主要成由表型正常但带有一个主要成由表型正常但带有一个主要成因可能是因为因可能是因为因可能是因为因可能是因为CGGCGGCGGCGG三核苷片段三核苷片段三核苷片段三核苷片段重复数目的变化。重复数目的变化。重复数目的变化。重复数目的变化。三联体密码子的重复与疾病三联体密码子的重复与疾病三联体密码子的重复与疾病三联体密码子的重复与疾病疾疾 病病 密码子密码子 正常拷贝正常拷贝 患者拷贝患者拷贝脊髓肌肉萎缩症脊髓肌肉萎缩症 CAG(gln)11-33 40-62CAG(gln)11-33 40-62亨廷顿症亨廷顿症 CAG(gln)11-34 42-100CAG(gln)11-34 42-100X X脆性染色体脆性染色体 CGG(arg)6-54 250-4000CGG(arg)6-54 250-4000强直型肌营养不良强直型肌营养不良 CTG(leu)7-23 49-75CTG(leu)7-23 49-75小脑共济失调小脑共济失调 CAG(glu)4-18 40-200CAG(glu)4-18 40-200第三节生物体对突变的修复机制第三节生物体对突变的修复机制第三节生物体对突变的修复机制第三节生物体对突变的修复机制一一 光复活光复活(photoreactivation)(photoreactivation)1.1.概念：在可见光存在的条件下，在光复活酶作用下将概念：在可见光存在的条件下，在光复活酶作用下将UVUV引起嘧引起嘧啶二聚体分解为单体的过程。啶二聚体分解为单体的过程。2.2.条件：可见光条件：可见光(300600(300600nm)nm)、PRPR酶、嘧啶二聚体酶、嘧啶二聚体 3.3.作用过程：作用过程：光复活酶与光复活酶与T=TT=T结合形成复合物结合形成复合物;复合物吸收可见光切断复合物吸收可见光切断T=TT=T之间的之间的C-CC-C共价键共价键,使二聚体变成单体使二聚体变成单体;光复酶从光复酶从DNADNA链解离链解离.*光复活是原核生物中的一种主要修复形式。光复活是原核生物中的一种主要修复形式。光复活过程已在细菌、酵母、原光复活过程已在细菌、酵母、原生动物、哺乳动物乃至人类细胞中发生动物、哺乳动物乃至人类细胞中发现。现。二二二二 切除修复切除修复切除修复切除修复1.1.概念概念:（核苷酸外切修复、暗修复）先在损伤的任何一端打开磷酸二（核苷酸外切修复、暗修复）先在损伤的任何一端打开磷酸二酯键，然后外切掉一段寡核苷酸；留下的缺口由修复性合成来填补，酯键，然后外切掉一段寡核苷酸；留下的缺口由修复性合成来填补，再由连接酶将其连接起来。酶作用不需要光的激活，但黑暗不是必再由连接酶将其连接起来。酶作用不需要光的激活，但黑暗不是必要条件。要条件。2.2.特点：消除由特点：消除由UVUV引起的损伤，也能消除由电离辐射和化学诱变剂引引起的损伤，也能消除由电离辐射和化学诱变剂引起的其他损伤。切除的片段可由几十到上万起的其他损伤。切除的片段可由几十到上万bpbp，分别称短补丁修复、分别称短补丁修复、长补丁修复。长补丁修复。3.3.过程：过程：内切酶的作用在内切酶的作用在DNADNA损伤的一端损伤的一端,切开形成一个切口切开形成一个切口;外切酶的作用将损伤部位切除外切酶的作用将损伤部位切除;聚合酶的作用将切口补齐聚合酶的作用将切口补齐,留下一个切口留下一个切口;连接酶的作用将连接酶的作用将DNADNA连接形成完整的连接形成完整的DNADNA链。链。4.4.特异性切除修复特异性切除修复 E.coli E.coli 中明显的损伤，可在中明显的损伤，可在UvrAUvrA、UvrB UvrB、UvrC UvrC的作用下得的作用下得以修复，但不明显的损伤需要特异性修复。以修复，但不明显的损伤需要特异性修复。(1)(1)糖基化酶修复：如果碱基被共价修饰，糖基化酶可作用于糖基化酶修复：如果碱基被共价修饰，糖基化酶可作用于C-NC-N糖苷键，使碱基释放，产生无碱基糖苷键，使碱基释放，产生无碱基(AP)AP)位点位点,再由再由APAP内切酶修复系内切酶修复系统修复。统修复。(2)(2)APAP内切酶修复系统修复：也由内切酶修复系统修复：也由内切内切、外切外切、聚合聚合和和连接连接四种酶四种酶活性来完成，以修复活性来完成，以修复APAP位点。位点。*以上两种修复过程都没有涉及到以上两种修复过程都没有涉及到DNADNA的重组的重组,属于无误差的修复属于无误差的修复。p221p221切除修复有两种情况切除修复有两种情况:一是一是先补后切先补后切,一是先切后补。一般一是先切后补。一般认为先补后切比较合理。认为先补后切比较合理。切除修复不仅能除去切除修复不仅能除去T=T,T=T,还可还可以除去以除去DNADNA上的其它损害。上的其它损害。三三三三 重组修复重组修复重组修复重组修复1.1.概念概念:通过对通过对DNADNA的复制和同源链的重组，来完成对损伤部位的修复，的复制和同源链的重组，来完成对损伤部位的修复，又称复制后修复。又称复制后修复。2.2.特点特点:修复过程伴随修复过程伴随DNADNA的复制和重组；的复制和重组；仅修复新合成的不完整的单链，原先的损伤单链仍然保留；仅修复新合成的不完整的单链，原先的损伤单链仍然保留；部分重组蛋白的精确性差，修复的出错率较高。部分重组蛋白的精确性差，修复的出错率较高。3.3.重组修复过程：重组修复过程：(1)(1)复制：以损伤单链为模板复制时，越过损伤部位，对应位点留复制：以损伤单链为模板复制时，越过损伤部位，对应位点留下缺口；未损伤单链复制成完整双链。下缺口；未损伤单链复制成完整双链。(2)(2)重组：缺口单链与完整同源单链重组，缺口转移到完整链，使重组：缺口单链与完整同源单链重组，缺口转移到完整链，使损伤单链的互补链完整，损伤单链仍然保留。损伤单链的互补链完整，损伤单链仍然保留。(3)(3)再合成：转移后的缺口以新的互补链为模板聚合补齐。再合成：转移后的缺口以新的互补链为模板聚合补齐。重组修复重组修复并没有从亲代并没有从亲代中除去中除去T T 二聚体，在以二聚体，在以后的复制中还后的复制中还必须经过重组必须经过重组修复的过程。修复的过程。但是随着复制但是随着复制的继续，损伤的继续，损伤的链将的链将在群体中逐步在群体中逐步被被“稀释稀释”四四四四 SOSSOSSOSSOS修复修复修复修复1.1.概念：是在概念：是在DNADNA分子受损伤的范围较大而且复制受到抑制时出现的分子受损伤的范围较大而且复制受到抑制时出现的一种应急修复作用。一种应急修复作用。2.2.可能的机理可能的机理:过程过程 当当DNADNA损伤较大时损伤较大时(如产生很多的如产生很多的T=T)T=T)，正常的正常的DNADNA多聚酶复多聚酶复制到损伤位点时，其活性受到抑制；制到损伤位点时，其活性受到抑制；短暂抑制后产生一种新的短暂抑制后产生一种新的DNADNA多聚酶，催化损伤部位多聚酶，催化损伤部位DNADNA的复的复制，由于新的制，由于新的DNADNA多聚酶的修复校正功能较低，新合成的碱基错配频多聚酶的修复校正功能较低，新合成的碱基错配频率较高，易引起突变。率较高，易引起突变。3.3.特点：特点：修复系统需要在修复系统需要在DNADNA分子受损伤的范围较大而且复制受到抑分子受损伤的范围较大而且复制受到抑制时才能够启动。制时才能够启动。修复系统对错配碱基的修复校正功能低下，从而增加突变的修复系统对错配碱基的修复校正功能低下，从而增加突变的频率。频率。在紧急情况下，细胞通过一定水平的变异来换取细胞的幸存，有利在紧急情况下，细胞通过一定水平的变异来换取细胞的幸存，有利于细胞逃生。于细胞逃生。4.SOS4.SOS系统的启动：系统的启动：通过操纵子通过操纵子(结构基因、启动子、操纵基因、调节基因结构基因、启动子、操纵基因、调节基因)来实现：来实现：A.SOS A.SOS基因：基因：recArecA基因、基因、UvrAUvrA、UvrBUvrB、UmuCUmuC等，也称等，也称dindin基因基因 (damage inducible gene)damage inducible gene)，为操纵子的结构基因；为操纵子的结构基因；B.lex B.lex基因：阻遏蛋白基因，正常情况下结合在操纵基因上；基因：阻遏蛋白基因，正常情况下结合在操纵基因上；C.recA C.recA基因：重组蛋白基因，应急状态下启动蛋白质水解酶基因：重组蛋白基因，应急状态下启动蛋白质水解酶活性，水解阻遏蛋白，使活性，水解阻遏蛋白，使dindin基因高效表达，从而启动基因高效表达，从而启动SOSSOS修复系统。修复系统。五五五五 电离辐射损伤的修复电离辐射损伤的修复电离辐射损伤的修复电离辐射损伤的修复 氢键断裂：氢键断裂：DNADNA分子双链之间分子双链之间1.1.电离辐射效应电离辐射效应 *共价键断裂：共价键断裂：DNADNA单链断单链断 裂、双链断裂、碱基和糖基损伤裂、双链断裂、碱基和糖基损伤 交联作用：交联作用：DNADNA与与DNADNA、DNADNA 与蛋白质之间发生与蛋白质之间发生2.2.电离辐射的修复：电离辐射的修复：1 1、超快修复、超快修复(0,2(0,2min)min)(E.coli)E.coli)无无O O2 2、单链单链 (DNADNA连接酶连接酶)2 2、快修复、快修复(几分钟几分钟)其余其余9090断裂断裂单链单链(聚合酶聚合酶)3 3、慢修复、慢修复(37,40-60(37,40-60min)min)剩余单链剩余单链 (重组修复酶系统重组修复酶系统)六六六六 修复缺陷与人类疾病修复缺陷与人类疾病修复缺陷与人类疾病修复缺陷与人类疾病1.1.着色性干皮病着色性干皮病(XP,XP,xeroxeroderma pigmentosum)derma pigmentosum)位于位于1 1p p的隐性基因控制，干性皮肤伴随神经系统疾病，由的隐性基因控制，干性皮肤伴随神经系统疾病，由切除二聚体能力缺损造成。切除二聚体能力缺损造成。2.Cockayne2.Cockayne Syndrome(CS)Syndrome(CS)侏儒、视网膜萎缩。由缺损紫外线引起的侏儒、视网膜萎缩。由缺损紫外线引起的DNADNA损伤修复系损伤修复系统引起。统引起。3.3.共济失调毛细血管扩张症共济失调毛细血管扩张症 4.4.早老症早老症第四节、基因突变的检测第四节、基因突变的检测第四节、基因突变的检测第四节、基因突变的检测一、大肠杆菌一、大肠杆菌 突变体的检测突变体的检测 1.1.影印法影印法StrStrR R突变体突变体 单菌落单菌落基本培养基本培养所有菌落生长所有菌落生长挑选抗性菌落挑选抗性菌落抗性培养抗性培养 StrStrR R培养培养抗性菌落生长抗性菌落生长 (影印影印)StrStrR R菌落菌落 2.2.青霉素法青霉素法营养缺陷突变体营养缺陷突变体 野生型细菌野生型细菌诱变处理诱变处理PcPc培养培养少数菌落生长少数菌落生长 多数野生型细菌死亡多数野生型细菌死亡!基本培养基本培养 突变型和少数野生型细菌突变型和少数野生型细菌 营养缺陷菌落营养缺陷菌落 营营养补充培养养补充培养 （验证）（验证）（验证）（验证）二二二二 真菌营养缺陷型的检出真菌营养缺陷型的检出真菌营养缺陷型的检出真菌营养缺陷型的检出l菌丝过滤法菌丝过滤法麦孢菌营养缺陷型麦孢菌营养缺陷型 萌萌发菌丝发菌丝去除！去除！分生孢子分生孢子诱变处理诱变处理液体通气培养液体通气培养 (24 (24h)h)未萌发孢子未萌发孢子培养培养 萌发菌丝萌发菌丝去除！去除！萌发菌丝萌发菌丝去除！去除！未萌发孢子未萌发孢子 未萌发孢子未萌发孢子补充营养补充营养培养培养营养缺陷型营养缺陷型 说明：未萌发孢子说明：未萌发孢子死亡、营养缺陷和少数野生型死亡、营养缺陷和少数野生型 三三三三 果蝇突变的检出果蝇突变的检出果蝇突变的检出果蝇突变的检出1.1.性连锁基因隐性突变的检出性连锁基因隐性突变的检出(ClBClB法法、Muller-5Muller-5)(1)(1)ClBClB品系：品系：C C交换抑制因子；交换抑制因子；l l隐性致死突变；隐性致死突变；B B棒眼棒眼 检出步骤：检出步骤：A.A.将待测的将待测的果蝇与杂合（果蝇与杂合（ClB/+ClB/+）果蝇果蝇杂交；杂交；B.B.将将F F1 1 ClB ClB 与与F F1 1 （野生型）野生型）单对杂交，目的是检查某一特定单对杂交，目的是检查某一特定X X染色体上的突变；染色体上的突变；C.C.观察分析：观察分析：有有X X隐性致死突变，隐性致死突变，F F2 2 无雄蝇无雄蝇(:(:ClBClB和和l l死亡死亡););隐性非致死突变，隐性非致死突变，F F2 2预期预期:=2:1=2:1，突变性状只在突变性状只在F F2 2雄蝇雄蝇表现，表现，F F1 1ClBClB中不表现；中不表现；无无X X隐性突变，在隐性突变，在F F2 2 仅表现简单的仅表现简单的:=2:1=2:1。(2)Muller-5(2)Muller-5法：法：A.Muller-5A.Muller-5品系品系:B(B(棒眼棒眼)-)-W Wa a(杏眼杏眼)-)-sc(sc(小盾片少刚毛小盾片少刚毛)并并具重复倒位。具重复倒位。B.B.检出步骤检出步骤:.将待测的将待测的果蝇与纯合果蝇与纯合MullerMuller果蝇杂交果蝇杂交.将将F F1 1 自交自交,目的是检查某一特定目的是检查某一特定X X染色体染色体上的突变上的突变.观察分析观察分析F F2 2：如果无如果无X X隐性致死突变预期隐性致死突变预期F F2 2:=1:1=1:1 表型比为简单的表型比为简单的1:1:1:1;1:1:1:1;如果有如果有X X隐性致死突变预期隐性致死突变预期F F2 2:=2:1=2:1 表型比表型比1:1:1;1:1:1;如果有隐性非致死突变如果有隐性非致死突变 在在F F2 2 中可见突变。中可见突变。2.2.常染色体突变常染色体突变平衡致死系平衡致死系(CyCy和和S)S)将待测的将待测的果蝇与果蝇与平衡致死系平衡致死系(Cy,S)Cy,S)果蝇杂交，果蝇杂交，F F1 1二种表二种表型；型；F F1 1中的一种类型与平衡致死系做单对杂交，中的一种类型与平衡致死系做单对杂交，F F2 2出现三种表型出现三种表型(任任一性状隐性致死一性状隐性致死)；将将F F2 2中除平衡致死系以外的一种类型自交得中除平衡致死系以外的一种类型自交得F F3 3 观察分析观察分析F F3 3：a.a.如果有隐性致死突变，则如果有隐性致死突变，则F F3 3只有一种类型，卷翅（或只有一种类型，卷翅（或星状眼）星状眼）b.b.如无突变，则如无突变，则F F3 3中除有卷翅（或星状眼）外，还有野中除有卷翅（或星状眼）外，还有野生型生型 c.c.如有隐性非致死突变，则如有隐性非致死突变，则F F3 3中除卷翅（或星状眼）外，中除卷翅（或星状眼）外，还有突变类型。还有突变类型。检出特点检出特点：只能检出常染色体，且与平衡致死系同号染色体上：只能检出常染色体，且与平衡致死系同号染色体上的基因突变。的基因突变。四四四四 植物突变的检出植物突变的检出植物突变的检出植物突变的检出玉米胚乳颜色的检出玉米胚乳颜色的检出 精子精子(C)C)极核极核(cc)cc)胚乳胚乳(Ccc)Ccc)有色有色 亲本亲本 精子精子(c)c)极核极核(cc)cc)胚乳胚乳(ccc)ccc)白色白色 (突变突变)返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回Step Step Step Step Step Step Step Step 类似类似类似类似L L L L纯合纯合纯合纯合B B B B返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回后面内容直接删除就行后面内容直接删除就行资料可以编辑修改使用资料可以编辑修改使用资料可以编辑修改使用资料可以编辑修改使用主要经营：网络软件设计、图文设计制作、主要经营：网络软件设计、图文设计制作、发布广告等发布广告等公司秉着以优质的服务对待每一位客户，做公司秉着以优质的服务对待每一位客户，做到让客户满意！到让客户满意！致力于数据挖掘，合同简历、论文写作、致力于数据挖掘，合同简历、论文写作、PPTPPT设计、计划书、策划案、学习课件、各设计、计划书、策划案、学习课件、各类模板等方方面面，打造全网一站式需求类模板等方方面面，打造全网一站式需求The user can demonstrate on a projector The user can demonstrate on a projector or computer,or print the presentation or computer,or print the presentation and make it into a film to be used in a and make it into a film to be used in a wider fieldwider field